GE90-115B發動機

GE90系列發動機中的GE90-115B是目前推力最大的大型商用航空發動機。

作為波音777-300ER和波音777-200LR長程飛機的唯一動力，GE90-115B是GE90系列發動機的最新派生成員。2001年在做最初的地面測試時，記錄達到了令人驚異的123000lbf（553.50kN）穩定推力，吉尼斯世界記錄确定該發動機為“世界動力最為強勁的商用噴氣發動機”。随後的2002年，在做測試中，該發動機打破原有記錄 ，達到了127900lbf（575.55kN）的推力。

為了滿足波音777的需要，同時适應未來民航市場的發展。1990年1月16日，GE公司正式推出大推力、高涵道比渦輪風扇發動機GE90。1992年11月23日GE90首次進行核心機試驗，1993年3月29日進行全尺寸的發動機試驗，1995年2月2日獲得FAA發動機适航證。

GE90的研發費用在12~30億美元，它以GE公司為主體多家航空公司參與聯合研制。法國SNECMA公司負責低壓和高壓壓氣機以及增壓級、潤滑系統、全權限數字式控制系統的子部件和起動機，此外還從事備份的钛合金風扇和10級壓氣機的研發工作，日本IHI公司負責低壓渦輪和主軸；意大利菲亞特公司負責齒輪箱和傳動系統，并參與低壓渦輪設計和研制。

GE90取适航證時的推力為376.75kN（83000lbf），但裝在波音777“A”商用飛機時功率降低10%，以342.5Kn(75500lbf)的 推力投入初期服役。

GE90發動機采用了GE公司CF6和CFM56系列發動機的經驗以及GE公司與NASA合作的節能發動機E3的先進技術。除了能提供最大推力外，GE90比同時期的高涵道比發動機油耗降低9%，氮氧化物排放減少33%。

GE90由1級風扇，3級增壓級，10級高壓壓氣機，雙環腔燃燒室，2級高壓渦輪和 6級低壓渦輪構成。發動機直徑3404mm，長度7290mm。

GE90發動機結構簡圖

那麼GE90發動機采用了哪些獨特的設計?

掠形大流量寬弦複合材料風扇葉片

GE90發動機上GE公司用碳纖維加強高韌性環氧樹脂複合材料代替了钛合金制成當今世界上最大的風扇葉片。葉片的成型工藝包括：複合工藝造型、壓縮成型、高壓固化。GE90的葉片是世界上最大的環氧樹脂材料發動機葉片，其設計和制造有很大的技術風險。為了提高葉片抗分層性能和抗剪強度，GE公司發展了一種稱之為“大力神”8551-7/IM7的增韌環氧/石墨纖維，在環氧中加入凱夫拉微粒。

掠形大流量寬弦複合材料風扇葉片使現代渦輪風扇發動機的風扇葉片達到了一個新的水平。GE90系列發動機上使用的複合材料風扇葉片在服役中表現優異，運轉效率更高、噪聲更低。

發動機風扇段結構

用碳纖維加強高韌性環氧樹脂複合材料制造的風扇葉片比钛合金夾心結構的風扇葉片更輕。抗震特别是抗顫性能比钛合金更優異，具有更佳的抗鳥擊能力和低噪音指标。

風扇盤和風扇機匣

由于GE90的風扇葉片長而寬，采用常規的輪盤就會寬而重。因此，GE90風扇輪盤做成多盤的盤鼓混合式結構。包容環采用了CF6-80C2的結構，即在鋁合金機匣上纏繞多層凱夫拉編制條帶。這種結構更輕，而且包容能力更強。

高壓壓氣機

GE9x高壓壓氣機

GE90的高壓壓氣機是按照節能發動機E3的比例放大設計的，其空氣流量增大了69%。GE90高壓壓氣機葉片采用了小展弦比葉片，比常規的要寬很多。整個氣壓機由4段組成，第1、7級盤是獨立的钛合金材質的2~6級盤鼓焊接成整體，8~10級Rene88DT高溫合金粉末合金盤焊為一體，然後在兩處用螺栓連成整體。

GE9x高壓壓氣機

1~6級葉片在輪盤的軸向燕尾槽中，7~10級葉片裝在輪盤的環向燕尾槽中，空氣由8~9級盤間引入轉子，在加速及穩定狀态時對轉子中心加熱，使轉子與機匣間易于熱匹配，加大喘振裕度，提高燃油效率，且可減少在加速過程中瞬時渦輪進口溫度的超溫。7~10級盤采用高溫合金是因為高增壓比使壓氣機出口處溫度較高。

發動機燃燒室

獨特的雙環腔燃燒室

GE90發動機的燃燒室同樣采用了E3高效節能發動機的設計。最大特點是采用了雙環腔頭部和多孔冷卻火焰筒。以CF6-80C2為動力的、載客210人的波音767-300飛機，巡航時的有害物質排放量為每位乘客0.566g/km,而以GE90為動力的、載客278人的波音777飛機，巡航時有害物質的排放量比前者可降低34%。此外未燃燒的碳氫化合物與一氧化碳也減少70%。小推力情況下，外環的噴嘴工作；加大推力時，兩環腔全部工作。

高壓渦輪

GE90的高壓渦輪葉片用N5單晶鎳基合金鑄成。渦輪采用具有損傷容限能力的粉末合金Rene88DT高溫合金。高壓 渦輪設計留有較大的溫度裕度，GE90-B3為127℃，GE90-B1為89℃。

高壓渦輪冷卻系統設計很有特色。将溫度、壓力較高的空氣由第8、9級壓氣機 間經過轉子中心通到高壓渦輪的兩級輪盤間，使輪盤與靜子間有較好的熱匹配性能。然後，這股氣流再進入第2級工作葉片對葉片進行冷卻。這套系統可以提高冷卻空氣的冷卻效率。

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